專利名稱：電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容器及其制造方法，特別是涉及具有沿著比表面積大的導(dǎo)電性基材 的表面形成電介體膜的構(gòu)造的電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子設(shè)備及電子回路的小型化、高頻率化，要求具有下面的特性的電容器。(1)大的靜電電容(2)低的ESR(等效串聯(lián)電阻)作為滿足上述(1)的特性的電容器有鉭電解電容器。但是，鉭電解電容器不能滿 足⑵的特性，所以難以在對應(yīng)高頻率中使用。另外，鉭價(jià)高，所以鉭電解電容器成本高。另外，作為滿足上述(1)的電容器有鋁電解電容器，其不僅不能滿足(2)的特性， 而且具有壽命短這種問題。作為滿足上述(2)的特性且壽命特性也優(yōu)異的電容器有層疊陶瓷電容器。然而， 層疊陶瓷電容器具有(1)的特性不足傾向的問題。這種背景下，例如在日本特開平11-340091公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中公示有一種電容 器，在比表面積大的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的表面利用超臨界涂層法形成電介體膜，再在電介 體膜上形成對電極層。更具體地說，上述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材通過對苯酚系活性碳粉末加壓成形而提供。 電介體膜利用超臨界涂層法通過在上述基材上涂敷鈦酸四丁酯并退火而得到的TiO2膜而 提供。對電極層利用超臨界涂層法通過在上述TiO2膜上涂敷四乙氧基錫和三異丙氧基銦 而得到的ITO層提供。然而，在專利文獻(xiàn)1記載的電容器中具有下面應(yīng)該解決的課題。(1)在專利文獻(xiàn)1中，作為構(gòu)成導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的材料例，除活性碳以外，列舉 出多孔質(zhì)鋁、多孔質(zhì)鉭等多孔質(zhì)金屬、多孔質(zhì)氧化釕、多孔質(zhì)氧化釩、多孔質(zhì)氧化銦、多孔質(zhì) 氧化錫、多孔質(zhì)氧化鎳等多孔質(zhì)氧化物等。但是，由于上述的多孔質(zhì)鋁及多孔質(zhì)鉭是閥金屬，所以在表面易形成氧化膜，易產(chǎn) 生接觸電阻高的部位，認(rèn)為電容器的ESR變高。另外，活性碳及多孔質(zhì)氧化物其自身的電阻 率高，所以同樣地ESR更增高。以上，專利文獻(xiàn)1公開的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材沒有完全滿足廉價(jià)、低電阻率、及大比 表面積等條件。因此，要求完全滿足這些的電容器用的導(dǎo)電性基材。(2)在電介體膜的形成時(shí)使用超臨界涂敷法這種特殊的方法，工序非常煩雜。因 此，希望有能適應(yīng)各種電介體膜形成方法的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材。該情況下，電介體膜的勻鍍 性(ο t t h >9性)惡化，被覆率低時(shí)，短路不良率提高，因此希望有電介體膜的勻鍍性良 好的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-340091號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供解決上述的問題并且實(shí)現(xiàn)大靜電電容及低ESR的電容 器及其制造方法。該發(fā)明涉及具備導(dǎo)電性基材、以沿著所述導(dǎo)電性基材的表面的方式形成的電介 體膜、和以隔著所述電介體膜且與所述導(dǎo)電性基材對置的方式形成的對置導(dǎo)電體的電容 器，并為了解決上述的技術(shù)的課題，導(dǎo)電性基材由具有IOOmm2Aim3以上的比表面積的鍍膜 形成。在該發(fā)明的電容器中，優(yōu)選導(dǎo)電性基材由以Ni及Cu中的至少一方為主成分的鍍 敷析出物構(gòu)成。在該發(fā)明的電容器中，優(yōu)選構(gòu)成所述導(dǎo)電性基材的所述鍍膜的形態(tài)為多孔質(zhì)狀、 線狀、椰菜狀。另外，“線狀”及“椰菜狀”都是在鍍膜的表面形成有無數(shù)的突起的狀態(tài)。而 且，突起的形態(tài)比較細(xì)長的稱為“線狀”，突起形態(tài)較短小的稱為“椰菜狀”。該發(fā)明也涉及制造具有上述結(jié)構(gòu)的電容器的方法。該發(fā)明的電容器的制造方法的特征在于，具備利用電解鍍敷或無電解鍍敷，形成 由具有IOOmm2Aim3以上的比表面積的鍍膜構(gòu)成的導(dǎo)電性基材的工序；沿導(dǎo)電性基材的表面 形成電介體膜的工序；和在電介質(zhì)體膜的表面形成對置導(dǎo)電體的工序。優(yōu)選在上述電解鍍敷或無電解鍍敷中使用的鍍敷液中包含具有乙炔基的表面活 性劑。根據(jù)該發(fā)明，導(dǎo)電性基材由鍍膜構(gòu)成，所以能夠大比表面積化，其結(jié)果是，可以得 到大容量的電容器。另外，導(dǎo)電性基材由鍍膜構(gòu)成，所以能夠高導(dǎo)電率化，其結(jié)果是，可以得 到低ESR的電容器。另外，根據(jù)該發(fā)明，能夠以各種方法容易形成被覆率薄且高的電介體膜。另外，根據(jù)該發(fā)明，能夠容易控制鍍膜即導(dǎo)電性基材的厚度，所以設(shè)計(jì)的自由度 大。在該發(fā)明的電容器中，導(dǎo)電性基材由以Ni及Cu中的至少一方為主成分的鍍敷析 出物構(gòu)成時(shí)，可以使導(dǎo)電性基材以更可靠且低成本地高導(dǎo)電率化，因此，能夠以更可靠且更 低成本實(shí)現(xiàn)低ESR的電容器。另外，以Ni及Cu的至少一方為主成分時(shí)，容易形成大比表面 積的鍍膜。在該發(fā)明的電容器中，構(gòu)成導(dǎo)電性基材的鍍膜的形態(tài)為多孔質(zhì)狀、或線狀、或椰菜 狀時(shí)，適于使鍍膜大比表面積化，在多孔質(zhì)狀的情況下，可以實(shí)現(xiàn)500 1200mm2/mm3以上的 比表面積，在線狀的情況下，可以實(shí)現(xiàn)20000 70000mm7mm3以上的比表面積，在椰菜狀的 情況下可以實(shí)現(xiàn)70000mm7mm3以上的比表面積。根據(jù)該發(fā)明的電容器的制造方法，由于形成由具有IOOmm2Aim3以上的比表面積的 鍍膜構(gòu)成的導(dǎo)電性基材，使用電解鍍敷或無電解鍍敷。這種電解鍍敷或無電解鍍敷不需要 特殊處理，是用Ni、Cu等高導(dǎo)電率的金屬可以得到大比表面積的鍍膜的方法。另外，目前， 有在發(fā)泡樹脂上鍍敷金屬后，使發(fā)泡樹脂燃燒得到金屬多孔體的方法等，但對于這種方法 有工序煩雜這種問題，另外還具有難以大比表面積化這種問題。另外，根據(jù)該發(fā)明的電容器的制造方法，電介體膜的形成不是由導(dǎo)電性基材的陽極氧化得到的，所以可以不依賴于導(dǎo)電性基材的材質(zhì)選擇電介體膜的成分及形成方法。艮口， 通過陽極氧化形成電介體膜的情況下，必需選擇成為高電介率的氧化物為導(dǎo)電性基材的材 質(zhì)，但根據(jù)該發(fā)明，導(dǎo)電性基材的材質(zhì)不受如上所述的限制。在電解鍍敷或無電解鍍敷中使用的鍍敷液中包含具有乙炔基的表面活性劑時(shí)，該 表面活性劑作為使鍍膜大比表面積化有效的成分起作用。


圖1是放大并圖解表示該發(fā)明一實(shí)施方式的電容器1的局部的剖面圖；圖2是對實(shí)施例1中制造的多孔質(zhì)狀的無電解Ni鍍膜的表面攝影的SEM照片；圖3是對在實(shí)施例1中在無電解Ni鍍膜的表面形成由聚對亞苯基二甲基構(gòu)成的 電介體膜的試樣剖面的SIM像進(jìn)行攝影的照片；圖4是對實(shí)施例2中制造的線狀的無電解Ni鍍膜的表面進(jìn)行攝影的SEM照片；圖5是對實(shí)施例3中制造的椰菜狀的無電解M鍍膜的表面進(jìn)行攝影的SEM照片。符號說明1電容器2導(dǎo)電性基材3電介體膜4對置導(dǎo)電體
具體實(shí)施例方式圖1是放大并圖解表示該發(fā)明一實(shí)施方式的電容器1的局部的剖面圖。電容器1具備導(dǎo)電性基材2、以沿著導(dǎo)電性基材2的表面的方式形成的電介體膜 3、和以隔著電介體膜3且與導(dǎo)電性基材2對置的方式形成的對置導(dǎo)電體4。另外，以與導(dǎo)電 性基材2相接的方式設(shè)置有第一引出電極5，另一方面，以與對置導(dǎo)電體4相接的方式設(shè)置 有第二引出電極6。第一及第二引出電極5及6例如由銅箔、鋁箔這種金屬箔構(gòu)成。導(dǎo)電性基材2是通過在第一引出電極5上實(shí)施電解鍍敷或無電解鍍敷而析出的鍍 膜構(gòu)成的，具有IOOmm2Aim3以上的比表面積。利用電解鍍敷或無電解鍍敷，不需要特殊的處 理，可以容易地得到100mm2/mm3以上的比表面積的鍍膜。另外，在上述的電解鍍敷或無電解 鍍敷中使用的鍍敷液中優(yōu)選包含具有乙炔基的表面活性劑。因?yàn)椋@種表面活性劑作為使 鍍膜大比表面積化有效的成分起作用。構(gòu)成導(dǎo)電性基材2的鍍膜優(yōu)選由以Ni為主成分的鍍敷析出物，或以Cu為主成分 的鍍敷析出物構(gòu)成。更具體地說，構(gòu)成導(dǎo)電性基材2的鍍膜由Ni、Ni合金、Cu、Cu合金、Ni-P 合金等構(gòu)成。這樣通過以Ni及Cu至少一方為主成分，能夠使導(dǎo)電性基材2以更可靠且更 低成本地高導(dǎo)電率化，因此，可以使電容器1以更可靠且更低成本地低ESR化。另外，通過 以Ni及Cu的至少一方為主成分，也可以起到易使導(dǎo)電性基材2大比表面積化這種效果。圖1中，構(gòu)成導(dǎo)電性基材2的鍍膜作為具有多孔質(zhì)狀的形態(tài)進(jìn)行了表示，但構(gòu)成導(dǎo) 電性基材2的鍍膜的形態(tài)如后述，其他還可以是線狀、也可以是椰菜狀。可以確認(rèn)構(gòu)成導(dǎo)電 性基材2的鍍膜的形態(tài)在多孔質(zhì)狀的情況時(shí)可以實(shí)現(xiàn)500 1200mm7mm3以上的比表面積， 線狀的情況時(shí)可以實(shí)現(xiàn)20000 70000mm7mm3以上的比表面積，椰菜狀的情況時(shí)可以實(shí)現(xiàn)70000mm2/mm3以上的比表面積。電介體膜3可以通過各種方法形成。作為電介體膜3的形成方法代表的有下面的方法。第一，有利用CVD在導(dǎo)電性基材2上形成聚對亞苯基二甲基等有機(jī)電介體膜的方 法。第二，有利用CVD在導(dǎo)電性基材2上形成鈦酸鋇等的無機(jī)電介體膜的方法。第三，利用 陽極電解在導(dǎo)電性基材2上使氧化鈦等金屬氧化物析出的方法。而且，作為電介體膜3的形成方法具有平衡反應(yīng)法、陰極電解法、電泳動法、置換 折出法、水熱合成法、溶膠_凝膠法、浸漬涂料法、電解聚合法、氧化物折出法、無電解析出 法、真空蒸鍍法、噴鍍法、離子鍍膜法、MBE法、激光燒蝕( > 一廿一 7·>)法、熱 CVD法、等離子CVD、光CVD法、MOCVD法、ALE法、噴霧法等。另外，也可以以在導(dǎo)電性基材2上使由鋁及鉭的閥金屬構(gòu)成的膜析出，并通過對 它們進(jìn)行氧化生成的氧化皮膜作為電介體膜3。另外，電介體膜3也可以不以與導(dǎo)電性基材2的表面直接相接的方式形成，以至少 沿著導(dǎo)電性基材2的表面的方式形成即可。對置導(dǎo)電體4可以具有各種材質(zhì)，通過種種形成方法形成。圖1中對置導(dǎo)電體4 由電解液構(gòu)成，該電解液以將在表面形成有電介體膜3的導(dǎo)電性基材2的多孔質(zhì)部分的空 間填充的方式賦予。對置導(dǎo)電體4也可以由其他導(dǎo)電性高分子等構(gòu)成。實(shí)施例1(前處理)準(zhǔn)備成為第一引出電極的厚度10 μ m的Cu箔，通過將其浸漬在Pd溶膠內(nèi)，在Cu 箔上賦予在無電解鍍敷中成為還原劑的催化劑的Pd微粒。(導(dǎo)電性基材的形成)根據(jù)下面的表1所示的無電解Ni鍍敷液及鍍敷條件，在上述的Cu箔上形成成為 導(dǎo)電基材的無電解Ni鍍膜。在此，作為無電解Ni鍍膜，制作其厚度為5 μ m、10 μ m及15 μ m 等三種試樣。另外，作為比較例，也保留沒有形成無電解M鍍膜的試樣(厚度為Ομπι)。[表 1]
權(quán)利要求
一種電容器，其特征在于，具備導(dǎo)電性基材、以沿著所述導(dǎo)電性基材的表面的方式形成的電介體膜、和以隔著所述電介體膜且與所述導(dǎo)電性基材對置的方式形成的對置導(dǎo)電體，導(dǎo)電性基材是由具有100mm2/mm3以上的比表面積的鍍膜形成的。
2.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中，導(dǎo)電性基材是由以Ni及Cu中的至少一方為主成分的鍍敷析出物形成的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電容器，其中，構(gòu)成所述導(dǎo)電性基材的所述鍍膜的形態(tài)為多孔質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電容器，其中， 構(gòu)成所述導(dǎo)電性基材的所述鍍膜的形態(tài)為線狀。
5.如權(quán)利要求1或2所述電容器，其中，構(gòu)成所述導(dǎo)電性基材的所述鍍膜的形態(tài)為椰菜狀。
6.一種電容器的制造方法，其包括利用電解鍍敷或無電解鍍敷，形成由具有IOOmm2Aim3以上的比表面積的鍍膜構(gòu)成的導(dǎo) 電性基材的工序；沿所述導(dǎo)電性基材的表面形成電介體膜的工序；以及 在所述電介質(zhì)體膜的表面形成對置導(dǎo)電體的工序。
7.如權(quán)利要求6所述的電容器的制造方法，其中，在所述電解鍍敷或無電解鍍敷中使用的鍍敷液中，包含具有乙炔基的表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種靜電電容大且等效串聯(lián)電阻低的具備膜狀電介體的電容器。該電容器具備由具有100mm2/mm3以上的比表面積的鍍膜構(gòu)成導(dǎo)電性基材(2)、以沿著導(dǎo)電性基材(2)的表面的方式形成的電介體膜(3)、和以隔著電介體膜(3)且與導(dǎo)電性基材(2)對置的方式形成的對置導(dǎo)電體(4)。構(gòu)成導(dǎo)電性基材(2)的鍍膜通過電解鍍敷或無電解鍍敷形成，其形態(tài)即是多孔質(zhì)狀、也可以是線狀，還可以是椰菜狀。
文檔編號H01G4/008GK101981636SQ200980110919
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者上田佳功, 古林干彌, 國司多通夫, 大谷慎士, 惠大輔, 海沼泰明, 齊藤順一 申請人:株式會社村田制作所